NMMS EXAM Science अणूचे अंतरंग Very IMP POINTS

 5. अणूचे अंतरंग 

                                      Very  IMP POINTS

• अणूविषयी संकल्पना 2500 वर्षांहूनही जुनी आहे.

•  भारतीय तत्वज्ञ कणाद (ख्रिस्तपूर्व 6 वे शतक) यांनी सांगितले. द्रव्य ज्या अविभाज्य कणांचे बनलेले असते त्यांना कणाद मुनींनी परमाणू (म्हणजे लहानात लहान कण) असे नाव दिले. त्यांनी असेही मत मांडले की परमाणू अनाशवंत असतो.

•  ग्रीक तत्ववेत्ता डेमोक्रिटस (ख्रिस्तपूर्व 5 वे शतक) यांनी असे प्रतिपादन केले की द्रव्य लहान कणांचे बनलेले असते व ह्या कणांना कापता येत नाही. द्रव्याच्या लहानात लहान कणाला डेमोक्रिटसने ॲटम असे नाव दिले. (ग्रीक भाषेत ॲटमॉस म्हणजे कापता न येणारा)

• डाल्टनचा अणुसिद्धांत : इ.स. 1803 मध्येब्रिटिश वैज्ञानिक जॉन डाल्टन यांनी सुप्रसिद्ध अणुसिद्धांत मांडला. ह्या सिद्धांतानुसार द्रव्य अणूंचे बनलेले असते व अणू हे अविभाजनीय व अनाशवंत असतात. एका मूलद्रव्याचे सर्व अणू एकसमान असतात तर भिन्न मूलद्रव्यांचे अणू भिन्न असतात व त्यांचे वस्तुमान भिन्न असते.

• जे. जे. थॉमसन प्रयोग करून दाखवून दिले की अणूंच्या अंतरंगात असलेल्या ॠणप्रभारित कणांचे वस्तुमान हायड्रोजन अणूपेक्षा 1800 पट कमी असते. ह्या कणांना पुढे इलेक्ट्रॉन असे नाव दिले गेले.

• थॉमसनचे प्लम पुडिंग अणुप्रारूप : अणुसंरचनेचे पहिले प्रारूप म्हणजे थॉमसन यांनी सन 1904 मध्ये मांडलेले प्लम पुडिंग प्रारूप होय.

• अणूचे केंद्रक धनप्रभारित असते. अणूचे जवळजवळ सर्व वस्तुमान केंद्रकात एकवटलेले असते. केंद्रकामध्ये दोन प्रकारचे अवअणुकण असतात. एकत्रितपणे त्यांना न्युक्लिऑन म्हणतात. प्राेटॉन व न्यूट्रॉन हे न्यूक्लिऑनचे दोन प्रकार आहेत.

• प्रोटॉन (p) प्रोटॉन हा अणुकेंद्रकात असणारा धनप्रभारित अवअणुकण असून केंद्रकावरील धनप्रभार हा त्याच्यातील प्रोटॉनांमुळे असतो. प्रोटॉनचा निर्देश ‘p’ ह्या संज्ञेने करतात.

• अणूच्या केंद्रकातील प्रोटॉनसंख्या म्हणजे त्या मूलद्रव्याचा अणूअंक असून तो ‘Z’ ह्या संज्ञेने दर्शवतात.

• न्यूट्रॉन (n) न्यूट्रॉन हा विद्युतप्रभारदृष्ट्या उदासीन असलेला अवअणुकण असून त्याचा निर्देश ‘n’ ह्या संज्ञेने करतात. केंद्रकातील न्यूट्रॉन संख्येसाठी ‘n’ ही संज्ञा वापरतात.

•  इलेक्ट्रॉन (e- ) इलेक्ट्रॉन हा ऋणप्रभारित अवअणुकण असून त्याचा निर्देश ‘e- ’ ह्या संज्ञेने करतात.

• अणुकेंद्रकाबाहेरील इलेक्ट्रॉनांची संख्या केंद्रकामधील प्रोटॉनसंख्येइतकीच (Z) असते. त्यामुळे विद्युतप्रभारांचे संतुलन होऊन अणू विद्युतदृष्ट्या उदासीन असतो.

• अणूमधील प्रोटॉन व न्यूट्रॉन यांची एकत्रित संख्या म्हणजे त्या मूलद्रव्याचा अणुवस्तुमानांक होय. अणुवस्तुमानांक ‘A’ ह्या संज्ञेने दर्शवितात.

• अणुकेंद्रकाच्या सर्वात जवळ असलेल्या कवचाला पहिले कवच, त्यानंतरच्या कवचाला दुसरे कवच म्हणतात. कवचांच्या क्रमांकासाठी ‘n’ ही संज्ञा वापरतात. n = 1,2, 3, 4, ... या क्रमांकानुसार कवचांना K, L, M, N,.... ह्या संज्ञांनी संबोधण्यात येते. प्रत्येक कवचात जास्तीत जास्त ‘2n2 ’ या सूत्राने मिळालेल्या संख्येइतके इलेक्ट्रॉन असू शकतात. ‘n’ चे मूल्य वाढते तशी त्या कवचातील इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा वाढते.

• मूलद्रव्यांचे इलेक्ट्रॉन संरूपण : आपण पाहिले की K, L, M, N .... या कवचांमध्ये अनुक्रमे जास्तीत जास्त, 2, 8, 18, 32.... इलेक्ट्रॉन सामावू शकतात.

• एखाद्या मूलद्रव्याच्या अणूमधील इलेक्ट्रॉनांची कवचनिहाय मांडणी म्हणजे त्या मूलद्रव्याचे इलेक्ट्रॉन संरूपण होय.

• प्रत्येक इलेक्ट्रॉनकडे तो ज्या कवचात असतो त्यानुसार निश्चित अशी ऊर्जा असते. पहिल्या कवचातील (K कवच) इलेक्ट्रॉनांची ऊर्जा सर्वांत कमी असते. त्यापुढील कवचामधील इलेक्ट्रॉनची ऊर्जा कवचक्रमांकाप्रमाणे वाढत जाते.

• अणूंची संयुजा त्याच्या बाह्यतम कवचाच्या इलेक्ट्रॉन संरूपणावरून ठरते. त्यामुळे बाह्यतम कवचाला संयुजा कवच म्हणतात. तसेच बाह्यतम कवचातील इलेक्ट्रॉन म्हणजे संयुजा इलेक्ट्रॉन होत.

• ही मूलद्रव्ये रासायनिक दृष्ट्या निष्क्रीय आहेत. म्हणजेच त्यांची संयुजा ‘शून्य’ आह.हेलिअम,निऑन,अरगॉन

• समस्थानिके (Isotopes) : मूलद्रव्यांचा अणुअंक हा मूलद्रव्याचा मूलभूत गुणधर्म व त्याची रासायनिक ओळख आहे. निसर्गातील काही मूलद्रव्यांमध्ये अणुअंक समान परंतु अणुवस्तुमानांक मात्र विभिन्न असे अणू असतात. एकाच मूलद्रव्याच्या अशा भिन्न अणुवस्तूमानांक असलेल्या अणूंना समस्थानिके म्हणतात. उदा. कार्बन. 

• कार्बनची तीन समस्थानिके आहेत. ती म्हणजे उदा. C - 12, C - 13, C - 14 समस्थानिकांचा अणुवस्तुमानांक 12 C, 13 C व 14 C ह्या पध्दतीनेही दर्शवितात. समस्थानिकांची प्रोटॉन संख्या समान असते परंतु न्यूट्रॉन संख्या भिन्न असते.

• हायड्रोजनची एकूण तीन समस्थानिके आहेत, त्यांना हायड्रोजन, ड्युटेरिअम व ट्रीटिअम अशी स्वतंत्र नावे आह.

समस्थानिकांचे उपयोग : 

•  1. युरेनिअम - 235 चा उपयोग केंद्रकीय विखंडन व वीजनिर्मितीसाठी होतो. 
• 2. कॅन्सरसारख्या प्राणघातक आजारांवरील वैद्यकीय उपचारांमध्ये काही मूलद्रव्यांच्या किरणोत्सारी समस्थानिकांचा उपयोग होतो. उदा. कोबाल्ट - 60. 3. गॉयटर या थायरॉईड ग्रंथींच्या आजारावरील उपचारांमध्ये आयोडिन -131 चा उपयोग होतो.
• 4. किरणोत्सारी मूलद्रव्यांच्या समस्थानिकांचा उपयोग जमिनीखालून गेलेल्या नळांमधील चीरा शोधण्यासाठी होतो. उदा. सोडिअम-24. 
• 5. अन्नपदार्थांचे सूक्ष्म जीवाणूपासून परिरक्षण करण्यासाठी किरणोत्सारी मूलद्रव्यांचा उपयोग होतो. 
• 6. C-14 ह्या किरणोत्सारी समस्थानिकाचा उपयोग जीवाश्मांचे वय ठरविण्यासाठी होतो.

• भारतामध्ये आठ ठिकाणच्या अणुवीजनिर्मिती केंद्रांमध्ये एकूण बावीस अणुभट्ट्या कार्यान्वित आहेत. 
• ‘अप्सरा’ ही मुंबईच्या भाभा अणुसंशोधन केंद्रात 4 ऑगस्ट 1956 रोजी कार्यान्वित झालेली भारतातील पहिली अणुभट्टी आहे.
• भारतात थोरिअम- 232 ह्या मूलद्रव्याचे साठे मोठ्या प्रमाणात असल्याने भारतीय वैज्ञानिकांनी पुढील काळासाठी Th - 232 पासून U- 233 ह्या समस्थानिकाच्या निर्मितीवर आधारित अणुभट्‍ट्यांची योजना विकसित केली आह